CN204584648U - 一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，其包括的立柱的底部与底板相连接，立柱的顶部并排设置有滑块驱动电机、上顶尖气缸，滑块驱动电机依次经丝杠、丝杠螺母、滑块后带动可调夹持器上下移动，上顶尖气缸带动上顶尖上下移动，使用时，先由上、下顶尖对轴管定位，再由感应加热单元对可调夹持器定位夹紧之后的凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔加热，加热后，再上下移动可调夹持器以带动套装在轴管外部的凸轮桃片或凸轮轴附件至预定位置，等待中心孔冷却后即可完成一个凸轮桃片或凸轮轴附件与轴管的连接，依次循环直至套装完所有的凸轮桃片或凸轮轴附件。本设计不仅设备结构简单、操作工艺简易，而且套装精度较高、可调性较强。

Description

一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置

技术领域

本实用新型涉及一种发动机用组合式凸轮轴的组装设备，尤其涉及一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，具体适用于将加热后的凸轮桃片或凸轮轴附件套装在轴管上以组装组合式凸轮轴。

背景技术

传统发动机凸轮轴为整体式锻造或铸造凸轮轴，随着汽车发动机轻量化技术的发展，组合式凸轮轴以其重量轻、生产效率高、制造成本低、可组合应用不同材料特性等特点，在新型汽（柴）油发动机上得到大量应用。组合式凸轮轴主要由空心钢质轴管、钢质或粉末冶金材料进排气凸轮桃片、凸轮轴附件组成，通过冷压机械咬合或组合烧结的方式将凸轮桃片和凸轮轴附件套装到轴管上，从而制造出组合式凸轮轴。

中国专利，授权公告号为CN203418306U，授权公告日为2014年2月5日的实用新型专利公开了一种凸轮轴自动装配机，其包括机架、工作台和立柱，立柱上竖向滑设有用于夹紧管件并带动管件旋转的夹紧旋转机构，夹紧旋转机构的一侧设有一可移动至夹紧旋转机构正下方的滚花机构，夹紧旋转机构的前方横向滑设有滑台，滑台的后部上依次并排安装有管件定位夹具、凸轮装夹夹具和法兰装夹夹具，滚花机构的前方设有用于储存管件的管件储料机构，滑台的前部纵向滑设有移送管件的机械手，夹紧旋转机构的另一侧设有用于储存凸轮的凸轮储料机构、以及用于推送凸轮的凸轮推料机构，凸轮储料机构的外侧设有用于储存法兰的法兰储料机构、以及用于推送法兰的法兰推料机构。虽然该实用新型能够实现组合式凸轮轴的全自动装配，提高了生产效率，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计是通过冷压机械咬合的方式将凸轮桃片、凸轮轴附件固定在轴管上的各个安装位置，具体操作时，需要先在轴管上的预安装位置进行滚花，再套上对应的凸轮桃片或凸轮轴附件以进行冷压机械咬合，安装成功一个后，再滚花，再冷压机械咬合，依次循环进行，直至所有的凸轮桃片、凸轮轴附件安装完毕，设备结构过于复杂，操作工艺比较繁琐，而且，其采取的直接冷压的结合方式易损害零部件，并会降低套装精度。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的设备结构复杂、操作工艺繁琐、套装精度不高的缺陷与问题，提供一种设备结构简单、操作工艺简易、套装精度较高的发动机用组合式凸轮轴的套装装置。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，包括底板、立柱与轴管上顶尖系统，所述立柱的底部与底板固定连接，立柱的顶部设置有滑块驱动电机，该滑块驱动电机的输出端依次通过丝杠、丝杠螺母与滑块的背面相连接，滑块的两侧壁与立柱中部内设置的立柱滑轨进行上下滑动配合，所述组合式凸轮轴包括轴管及其外部套装的凸轮桃片、凸轮轴附件；

所述套装装置还包括轴管下顶尖系统、可调夹持器，以及用以加热凸轮桃片、凸轮轴附件的感应加热单元，所述轴管上顶尖系统包括依次连接的上顶尖气缸、转接套管与上顶尖，轴管下顶尖系统包括数控分度卡盘及其中心孔内连接的下顶尖，且上顶尖、下顶尖在垂直方向上同轴设置；

所述立柱的顶部并排设置有位于同一水平轴的滑块驱动电机、上顶尖气缸，滑块驱动电机近滑块的背面设置，上顶尖气缸近滑块的正面设置，滑块的正面与可调夹持器的外侧部相连接，可调夹持器的中部开设有供轴管穿经的轴管穿孔，该轴管穿孔与上顶尖、下顶尖在垂直方向上同轴设置，且上顶尖、下顶尖均与立柱相平行。

所述可调夹持器包括L型支撑板、可调式固定夹头与活动夹头，所述L型支撑板包括相互垂直连接的垂直边与水平边，垂直边与滑块的正面相连接，水平边内侧上位于轴管穿孔两旁的部位分别设置有可调式滑轨与活动滑轨，可调式滑轨与其上设置的可调式固定夹头的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头的尾部通过可调式锁紧装置与垂直边的内侧相连接，活动滑轨与其上设置的活动夹头的底部进行前后滑动配合，活动夹头的尾部与水平边上固定的活动气缸的输出端相连接。

所述感应加热单元包括感应加热器、控制箱与加热滑台，所述加热滑台的底部通过加热机架与底板固定连接，加热滑台的顶部与控制箱的底部滑动配合，控制箱的输出端与感应加热器相连接，感应加热器、控制箱输出端所共处的水平轴线与轴管穿孔的中轴线相垂直，且感应加热器高于可调夹持器设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置中，先通过感应加热单元对凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔进行加热，再由可调夹持器带动凸轮桃片或凸轮轴附件套装在轴管上，待凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔冷却后，即可完成凸轮桃片或凸轮轴附件与轴管的连接，该种加热、套装工艺，设备结构简单，便于操作，且不会对零部件造成损害，易定位零部件的套装位置，精度较高。因此，本实用新型不仅设备结构简单、操作工艺简易，而且套装精度较高、安全性较强。

2、本实用新型一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置中，所采取的可调夹持器包括L型支撑板、可调式固定夹头、活动夹头、可调式滑轨、活动滑轨与活动气缸，使用时，由活动气缸驱动活动夹头前行以对凸轮桃片或凸轮轴附件进行定位夹紧，可调性较强，易于提高套装精度，同时，在使用之初，还可以通过可调式固定夹头、可调式滑轨的相对滑动对凸轮桃片或凸轮轴附件的定位位置进行预设定，从而进一步提高最终的套装精度。因此，本实用新型的可调性较强，套装精度较高。

3、本实用新型一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置中，所采用的感应加热单元包括感应加热器、控制箱与加热滑台，使用中，当凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔移至感应加热位后，由感应加热器前伸至感应加热位以对凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔进行加热，此外，还可以通过控制箱、加热滑台之间的相对滑动以调整感应加热器与感应加热位之间的相对距离，从而适用各种不同规格的轴管与凸轮桃片、凸轮轴附件，扩大应用范围。因此，本实用新型的可调性较强，应用范围较广。

4、本实用新型一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置中，轴管的对中及垂直定位，凸轮桃片或凸轮轴附件的定位夹紧、加热、套装，以及数控分度卡盘的分度，全部流程都可由控制器进行控制，实现了整个套装过程的全自动化，提高了工作效率。因此，本实用新型的自动化程度较高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中立柱、感应加热单元的俯视图。

图3是图1中立柱的右视图。

图4是图3中可调夹持器的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是本实用新型中被套装的组合式凸轮轴的结构示意图。

图中：底板1、立柱2、立柱滑轨21、轴管上顶尖系统3、上顶尖气缸31、转接套管32、上顶尖33、轴管下顶尖系统4、数控分度卡盘41、下顶尖42、可调夹持器5、轴管穿孔51、L型支撑板52、垂直边521、水平边522、可调式固定夹头53、活动夹头54、可调式滑轨55、活动滑轨56、可调式锁紧装置57、活动气缸58、感应加热单元6、感应加热器61、控制箱62、加热滑台63、加热机架64、滑块7、滑块驱动电机71、丝杠72、丝杠螺母73、组合式凸轮轴8、轴管81、凸轮桃片82、凸轮轴附件83。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，包括底板1、立柱2与轴管上顶尖系统3，所述立柱2的底部与底板1固定连接，立柱2的顶部设置有滑块驱动电机71，该滑块驱动电机71的输出端依次通过丝杠72、丝杠螺母73与滑块7的背面相连接，滑块7的两侧壁与立柱2中部内设置的立柱滑轨21进行上下滑动配合，所述组合式凸轮轴8包括轴管81及其外部套装的凸轮桃片82、凸轮轴附件83；

所述套装装置还包括轴管下顶尖系统4、可调夹持器5，以及用以加热凸轮桃片82、凸轮轴附件83的感应加热单元6，所述轴管上顶尖系统3包括依次连接的上顶尖气缸31、转接套管32与上顶尖33，轴管下顶尖系统4包括数控分度卡盘41及其中心孔内连接的下顶尖42，且上顶尖33、下顶尖42在垂直方向上同轴设置；

所述立柱2的顶部并排设置有位于同一水平轴的滑块驱动电机71、上顶尖气缸31，滑块驱动电机71近滑块7的背面设置，上顶尖气缸31近滑块7的正面设置，滑块7的正面与可调夹持器5的外侧部相连接，可调夹持器5的中部开设有供轴管81穿经的轴管穿孔51，该轴管穿孔51与上顶尖33、下顶尖42在垂直方向上同轴设置，且上顶尖33、下顶尖42均与立柱2相平行。

所述可调夹持器5包括L型支撑板52、可调式固定夹头53与活动夹头54，所述L型支撑板52包括相互垂直连接的垂直边521与水平边522，垂直边521与滑块7的正面相连接，水平边522内侧上位于轴管穿孔51两旁的部位分别设置有可调式滑轨55与活动滑轨56，可调式滑轨55与其上设置的可调式固定夹头53的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头53的尾部通过可调式锁紧装置57与垂直边521的内侧相连接，活动滑轨56与其上设置的活动夹头54的底部进行前后滑动配合，活动夹头54的尾部与水平边522上固定的活动气缸58的输出端相连接。

所述感应加热单元6包括感应加热器61、控制箱62与加热滑台63，所述加热滑台63的底部通过加热机架64与底板1固定连接，加热滑台63的顶部与控制箱62的底部滑动配合，控制箱62的输出端与感应加热器61相连接，感应加热器61、控制箱62输出端所共处的水平轴线与轴管穿孔51的中轴线相垂直，且感应加热器61高于可调夹持器5设置。

一种上述发动机用组合式凸轮轴的套装装置的使用方法，所述使用方法依次包括以下步骤：

第一步：先将轴管81的下端置于下顶尖42上，再由上顶尖气缸31驱动上顶尖33下移以顶住轴管81的上端，实现轴管81的对中及垂直定位，然后由数控分度卡盘41的卡爪夹紧轴管81的下端，再由上顶尖气缸31驱动上顶尖33上移回位；

第二步：先将凸轮桃片82或凸轮轴附件83置于可调夹持器5的中部，凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔与轴管穿孔51同心设置，再由可调夹持器5对凸轮桃片82或凸轮轴附件83定位夹紧，然后由滑块驱动电机71带动滑块7上移，直至凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔移至感应加热位，再由感应加热单元6对凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔进行加热，加热后，滑块驱动电机71带动滑块7下移至初始位置，再由上顶尖气缸31驱动上顶尖33下移以顶住轴管81的上端，然后滑块驱动电机71带动滑块7继续下移，直至移动到设定的凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装位置，等待5–30秒后，可调夹持器5松开对凸轮桃片82或凸轮轴附件83的夹持，再由滑块驱动电机71带动滑块7向上移动退回到初始位置，等待下一个凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装；

第三步：先由数控分度卡盘41在电机驱动下按设定角度逆时针或顺时针旋转到下一个凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装角度并自锁，再将下一个需要套装的凸轮桃片82或凸轮轴附件83置于可调夹持器5中，按上述步骤依次循环操作，直至所有凸轮桃片82和凸轮轴附件83全部套装完成后，数控分度卡盘41松开卡爪，取出套装好的组合式凸轮轴，此时，所述套装装置的使用方法结束。

所述滑块驱动电机71带动滑块7继续下移，直至移动到设定的凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装位置时的移动速度大于滑块7其余时刻的移动速度。

所述可调夹持器5包括L型支撑板52、可调式固定夹头53与活动夹头54，所述L型支撑板52包括相互垂直连接的垂直边521与水平边522，垂直边521与滑块7的正面相连接，水平边522内侧位于轴管穿孔51两旁的部位分别设置有可调式滑轨55与活动滑轨56，可调式滑轨55与其上设置的可调式固定夹头53的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头53的尾部通过可调式锁紧装置与垂直边521的内侧相连接，活动滑轨56与其上设置的活动夹头54的底部进行前后滑动配合，活动夹头54的尾部与水平边522上固定的活动气缸58的输出端相连接；

所述第二步中，所述由可调夹持器5对凸轮桃片82或凸轮轴附件83定位夹紧是指：当凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔与轴管穿孔51同心设置之后，由活动气缸58驱动活动夹头54沿活动滑轨56前进，以推动凸轮桃片82或凸轮轴附件83前行，直至凸轮桃片82或凸轮轴附件83的另外一侧与可调式固定夹头53靠死以实现对凸轮桃片82或凸轮轴附件83的定位夹紧。

本实用新型的原理说明如下：

感应加热：本设计中利用感应加热单元对凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔进行感应加热，具体操作时，先由滑块带动可调夹持器上行，从而带动已经定位夹紧在可调夹持器内部的凸轮桃片或凸轮轴附件上行，直至凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔到达预定的高度，此即为感应加热位，该感应加热位略高于感应加热器上加热头所处的高度，然后感应加热器的加热头前伸，直至加热头位于感应加热位的正下方，滑块带动可调夹持器下移，直至加热头套入凸轮桃片或凸轮附件中心孔中，从而对凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔进行加热，加热结束后，滑块带动可调夹持器上移到感应加热位，加热头则退回以复位。

实施例：

参见图1至图6，一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，包括底板1、立柱2、轴管上顶尖系统3、轴管下顶尖系统4、可调夹持器5与感应加热单元6，所述轴管上顶尖系统3包括依次连接的上顶尖气缸31、转接套管32与上顶尖33，轴管下顶尖系统4包括数控分度卡盘41及其中心孔内连接的下顶尖42，且上顶尖33、下顶尖42在垂直方向上同轴设置，所述组合式凸轮轴8包括轴管81及其外部套装的凸轮桃片82、凸轮轴附件83；所述立柱2的底部与底板1固定连接，所述立柱2的顶部并排设置有位于同一水平轴的滑块驱动电机71、上顶尖气缸31，该滑块驱动电机71的输出端依次通过丝杠72、丝杠螺母73与滑块7的背面相连接，滑块7的两侧壁与立柱2中部内设置的立柱滑轨21进行上下滑动配合，滑块驱动电机71近滑块7的背面设置，上顶尖气缸31近滑块7的正面设置，滑块7的正面与可调夹持器5的外侧部相连接，可调夹持器5的中部开设有供轴管81穿经的轴管穿孔51，该轴管穿孔51与上顶尖33、下顶尖42在垂直方向上同轴设置，且上顶尖33、下顶尖42均与立柱2相平行；

所述可调夹持器5包括L型支撑板52、可调式固定夹头53与活动夹头54，所述L型支撑板52包括相互垂直连接的垂直边521与水平边522，垂直边521与滑块7的正面相连接，水平边522内侧上位于轴管穿孔51两旁的部位分别设置有可调式滑轨55与活动滑轨56，可调式滑轨55与其上设置的可调式固定夹头53的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头53的尾部通过可调式锁紧装置57与垂直边521的内侧相连接，活动滑轨56与其上设置的活动夹头54的底部进行前后滑动配合，活动夹头54的尾部与水平边522上固定的活动气缸58的输出端相连接；

所述感应加热单元6包括感应加热器61、控制箱62与加热滑台63，所述加热滑台63的底部通过加热机架64与底板1固定连接，加热滑台63的顶部与控制箱62的底部滑动配合，控制箱62的输出端与感应加热器61相连接，感应加热器61、控制箱62输出端所共处的水平轴线与轴管穿孔51的中轴线相垂直，且感应加热器61高于可调夹持器5设置。

一种上述发动机用组合式凸轮轴的套装装置的使用方法，所述使用方法依次包括以下步骤：

第一步：先将轴管81的下端置于下顶尖42上，再由上顶尖气缸31驱动上顶尖33下移以顶住轴管81的上端，实现轴管81的对中及垂直定位，然后由数控分度卡盘41的卡爪夹紧轴管81的下端，再由上顶尖气缸31驱动上顶尖33上移回位；

第二步：先将凸轮桃片82或凸轮轴附件83置于可调夹持器5的中部，凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔与轴管穿孔51同心设置，再由活动气缸58驱动活动夹头54沿活动滑轨56前进，以推动凸轮桃片82或凸轮轴附件83前行，直至凸轮桃片82或凸轮轴附件83的另外一侧与可调式固定夹头53靠死以实现对凸轮桃片82或凸轮轴附件83的定位夹紧，然后由滑块驱动电机71带动滑块7上移，直至凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔移至感应加热位，再由感应加热单元6对凸轮桃片82或凸轮轴附件83的中心孔进行加热，加热后，滑块驱动电机71带动滑块7下移至初始位置，再由上顶尖气缸31驱动上顶尖33下移以顶住轴管81的上端，然后滑块驱动电机71带动滑块7继续下移，其移动速度大于滑块7其余时刻的移动速度，直至移动到设定的凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装位置，等待5–30秒后，可调夹持器5松开对凸轮桃片82或凸轮轴附件83的夹持，再由滑块驱动电机71带动滑块7向上移动退回到初始位置，等待下一个凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装；

第三步：先由数控分度卡盘41在电机驱动下按设定角度逆时针或顺时针旋转到下一个凸轮桃片82或凸轮轴附件83的套装角度并自锁，再将下一个需要套装的凸轮桃片82或凸轮轴附件83置于可调夹持器5中，按上述步骤依次循环操作，直至所有凸轮桃片82和凸轮轴附件83全部套装完成后，数控分度卡盘41松开卡爪，取出套装好的组合式凸轮轴，此时，所述套装装置的使用方法结束。

Claims (3)

1.一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，包括底板（1）、立柱（2）与轴管上顶尖系统（3），所述立柱（2）的底部与底板（1）固定连接，立柱（2）的顶部设置有滑块驱动电机（71），该滑块驱动电机（71）的输出端依次通过丝杠（72）、丝杠螺母（73）与滑块（7）的背面相连接，滑块（7）的两侧壁与立柱（2）中部内设置的立柱滑轨（21）进行上下滑动配合，所述组合式凸轮轴（8）包括轴管（81）及其外部套装的凸轮桃片（82）、凸轮轴附件（83），其特征在于：

所述套装装置还包括轴管下顶尖系统（4）、可调夹持器（5），以及用以加热凸轮桃片（82）、凸轮轴附件（83）的感应加热单元（6），所述轴管上顶尖系统（3）包括依次连接的上顶尖气缸（31）、转接套管（32）与上顶尖（33），轴管下顶尖系统（4）包括数控分度卡盘（41）及其中心孔内连接的下顶尖（42），且上顶尖（33）、下顶尖（42）在垂直方向上同轴设置；

所述立柱（2）的顶部并排设置有位于同一水平轴的滑块驱动电机（71）、上顶尖气缸（31），滑块驱动电机（71）近滑块（7）的背面设置，上顶尖气缸（31）近滑块（7）的正面设置，滑块（7）的正面与可调夹持器（5）的外侧部相连接，可调夹持器（5）的中部开设有供轴管（81）穿经的轴管穿孔（51），该轴管穿孔（51）与上顶尖（33）、下顶尖（42）在垂直方向上同轴设置，且上顶尖（33）、下顶尖（42）均与立柱（2）相平行。

2.根据权利要求1所述的一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，其特征在于：所述可调夹持器（5）包括L型支撑板（52）、可调式固定夹头（53）与活动夹头（54），所述L型支撑板（52）包括相互垂直连接的垂直边（521）与水平边（522），垂直边（521）与滑块（7）的正面相连接，水平边（522）内侧上位于轴管穿孔（51）两旁的部位分别设置有可调式滑轨（55）与活动滑轨（56），可调式滑轨（55）与其上设置的可调式固定夹头（53）的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头（53）的尾部通过可调式锁紧装置（57）与垂直边（521）的内侧相连接，活动滑轨（56）与其上设置的活动夹头（54）的底部进行前后滑动配合，活动夹头（54）的尾部与水平边（522）上固定的活动气缸（58）的输出端相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，其特征在于：所述感应加热单元（6）包括感应加热器（61）、控制箱（62）与加热滑台（63），所述加热滑台（63）的底部通过加热机架（64）与底板（1）固定连接，加热滑台（63）的顶部与控制箱（62）的底部滑动配合，控制箱（62）的输出端与感应加热器（61）相连接，感应加热器（61）、控制箱（62）输出端所共处的水平轴线与轴管穿孔（51）的中轴线相垂直，且感应加热器（61）高于可调夹持器（5）设置。